Estructura y Propiedades de los Metales
Los líquidos tienen una ordenación atómica irregular, son amorfos y se adaptan al recipiente que los contiene.
Los metales tienen dureza y resistencia adecuadas a su empleo, son elásticos y tienen capacidad de dilatación.
En los metales, los átomos forman retículas de estructura regular. Si las retículas están limitadas por superficies planas, se habla de cristales.
Observando la superficie de metales pulidas y decapadas, se ven partes irregularmente limitadas, que son las superficies de corte de figuras geométricas. Se reconoce que los metales se componen de partículas de forma regular (cristales).
¡En estado sólido, los metales son cristalinos!
Ensayo: La formación de cristales puede verse en el azufre. Se disuelve en sulfuro de carbono y, al evaporarse, se deposita azufre líquido en forma de cristales.
Observación: Al solidificarse un material líquido, se forman cristales que se unen entre sí para formar sistemas de cristales mayores. Al aumentar de tamaño, los cristales se obstaculizan entre sí, formando grandes conjuntos irregularmente limitados, llamados granos o cristalitas.
¡La textura metálica está compuesta de muchas cristalitas!
La forma de los cristales depende de cómo se ordenen los iones dentro del grano, al pasar de estado líquido a sólido. La ordenación iónica en cristalitas puede dar un cubo o columnas hexagonales.
Si se dibujan los centros de los iones metálicos, se marcan las limitaciones geométricas que, con rectas imaginarias, se obtiene una retícula espacial.
En la retícula cúbica más sencilla, en la cual solo los vértices están ocupados por iones metálicos, no cristaliza ningún metal.
¡La maleabilidad de los metales depende de la estructura reticular!
En la conformación por fuerzas mecánicas, los iones metálicos se desplazan entre sí. La resistencia al desplazamiento está condicionada a la obstaculización espacial de los iones metálicos.
Textura de Deformación
Fuerzas Activas entre Partículas de Sustancias
La fuerza que actúa entre las partículas más pequeñas de una misma sustancia se llama cohesión. La fuerza entre dos partículas es pequeña, pero en un trozo de metal hay muchas partículas. Para dividirlo, han de emplearse fuerzas capaces de vencer la cohesión.
Las partículas de una sustancia pueden aferrarse a otros cuerpos. Por ejemplo, el agua a las paredes del recipiente, el polvo y la tiza a los cuerpos sólidos. La fuerza de atracción de partículas de dos sustancias se llama adherencia.
Dureza: La cohesión evita que otro cuerpo dañe la superficie de la sustancia, o sea, que deje huella en él o lo penetre.
La energía calorífica reduce la dureza del material, ya que aumenta el movimiento oscilatorio de las partículas, de forma que aumenta la distancia entre ellas y disminuye la cohesión.
¡La dureza es la resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado por otro más duro!
Deformación Elástica y Plástica
Ensayo: Un alambre de cobre es solicitado a tracción por fuerzas exteriores crecientes. El alambre se alarga y se hace más delgado.
Observación: Por el efecto de fuerzas exteriores, las cristalitas se deforman y se deslizan entre sí.
Con fuerzas pequeñas se obtiene una deformación elástica. Las distancias entre los átomos en la retícula cristalina aumentan y el grano se alarga. Cuando cesan de actuar las fuerzas, los átomos vuelven a su posición de partida.
Con fuerzas mayores se presenta un alargamiento permanente, hasta que bajo cierta carga se parte el material. El proceso puede representarse simplificadamente con una cristalita.
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